（分析化学专业论文）壬基酚聚氧乙烯醚定性与定量的分析方法及应用.pdf

、 证r，“一 妇d n k j 。 支 0 学位论文独创性声明 | f | f f f | i 帅f i l f f 删f f i i j 删i | f | | y 18 9 010 芎 本人承诺：所呈交的学位论文是本人在导师指导下所取得的研究成果。论文中除特别加以标注 和致谢的地方外，不包含他人和其他机构已经撰写或发表过的研究成果，其他同志的研究成果对本 人的启示和所提供的帮助，均已在论文中做了明确的声明并表示谢意。 学位论文作者签名：互瑶 学位论文版权的使用授权书 本学位论文作者完全了解辽宁师范大学有关保留、使用学位论文的规定，及学校 有权保留并向国家有关部门或机构送交复印件或磁盘，允许论文被查阅和借阅。本文 授权辽宁师范大学，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，并且本人电子文档的内 容和纸质论文的内容相一致。 保密的学位论文在解密后使用本授权书。 学位论文作者签名：兰二堑指导教师签名： 签名日期：a d i j 年占月2 多日 一，引 t 辽宁师范大学硕士论文 摘要 表面活性剂有润湿、分散乳化、增溶起泡、消泡洗涤、润滑等性质，所以表面活 性剂被日常生活用品、纺织、染料等很多行业广泛应用。它按照结构可分成离子型和 非离子型表面活性剂，烷基酚聚氧乙烯醚是一种非离子型表面活性剂，壬基酚聚氧乙 烯醚( n ) 是其中最常见的一种，它是第二大类表面活性剂，在很多行业领域都有应 用。它在环境中可降解生成壬基酚，而壬基酚的毒性比壬基酚聚氧乙烯醚本身的毒性 还要大，它属于一种雌性激素类物质，一旦生物体摄入，会对生长发育、水体环境、 大自然以及生命带来很大的伤害。在许多国家已经明令禁止在洗涤用品中添加壬基酚 聚氧乙烯醚类物质，由于它的危害性很大，所以已经引起国内外研究者的注意，找到 一种对环境中壬基酚的含量以及结构变化的监测方法是十分必要的。主要监测手段有 物理法、化学法、生物法以及其它方法，应用比较广泛的是仪器分析法，由于气相色 谱的价格比其它的仪器相对便宜，主要是操作简便，分析准确，基于这些优点，所以 在本实验中我们利用气相色谱对壬基酚聚氧乙烯醚进行研究讨论。 壬基酚聚氧乙烯醚( n ) 是由壬基酚和烷氧基加成得来的，是一种分子量大、沸点 高、溶于水的极性分子，并且随着烷氧基数目的不同，其相关的化学性质也在变。基 于这些特点以及性质，在本文，我们选用壬基酚聚氧乙烯醚最常用的n p 6 ，n p - 7 和 n p 一1 0 作为研究对象，实验主要分为四个阶段：最佳裂解条件的选择，定性分析， 定量方法，实际应用。 通过实验得出，最佳裂解条件为：温度1 2 0 1 2 5 1 2 、氢碘酸浓度3 3 、时间 7 h ，正己烷做萃取剂，重现很好，有可行性；通过定性分析得到n p 6 ，n p 7 和n p 1 0 的裂解物的气相色谱中的特征峰对应的就是壬基酚，与理论裂解符合。并且找到了 它们之间的区别和联系，推广到烷氧基数目不同的其它壬基酚聚氧乙烯醚与裂解物比 例的线性关系，以及它们之间的联系及区别；分别得到定量方法，n p 7 线性方程为 y = 1 2 2 2 2 x ，r 2 = 0 9 8 2 1 ，回收率为7 9 ，检出限0 9 0 r a g m lrn p 6 的回线性方程为 y = l1 7 4 8 x + 1 5 8 4 3 ，r 2 = 0 9 8 6 ，收率为6 9 ，检出限为0 7 2 m g m l ；n p 1 0 线性方程为 y = 1 3 8 2 0 x ，r 2 = 0 9 2 6 ，回收率为7 2 ，检出限为0 6 9m g m l 。裂解率很高，近似完 全裂解；通过定量方法，我们对实际水样进行测定，效果令人满意。通过本阶段的 探究和实验结果，希望对今后壬基酚聚氧乙烯醚的应用以及监测提供理论依据。 关键字：表面活性剂；壬基酚聚氧乙烯醚；壬基酚；气相色谱；质谱 ! 、 一 一 壬基酚聚氧乙烯醚定性与定量的分析方法及应用 a n a l y t i ct e c h n i q u ea n da p p l i c a t i o no f d e t e r m i n et h e c h e m i c a l c o m p o s i t i o na n dc o m p o n e n t s sa m o u n t so fn o n y l p h e n o l p o l y e o t h o x y l a t e s a b s t r a c t i h es u r f a c ea c t i v ea g e n th a sm o i s t , e m u l s i f i e sd i s p e r s i b l e ，i n c r e a s e sd i s s o l v e sb u b b l e s ， t h e a n t i f o a m i n gl a v a t i o n ，t h el u b r i c a t i o n , l if u , s t e r i l i z a t i o na n ds oo n , t h e r e f o r es u r f a c e a c t i v ea g e n tb yd a i l yl i f et l 】i i 唱，s p i n n i n ga n dw e a v i n g ，d y ea n ds oo nv e r ym a n yp r o f e s s i o n w i d e s p r e a da p p l i c a t i o n i ts e p a r a b l eb e c o m e st h ei o na c c o r d i n gt ot h es t n l c 向l r ea n dt h en o n - i o n i cs u r f a c ea c t i v ea g e n t , t h ea l k y lp h e n o lp o l y e t h y l e n e o x i d ee t h e ri so n ek i n do fn o n - i o n i c s u r f a c ea c t i v ea g e n t ，n o n y lp h e n o lp o l y e t h y l e n e o x i d ee t h e r ( n ) i sm o s tc o m m o no n ek i n d ，i ti s t h es e c o n db i gk i n do fs u r f a c ea c t i v ea g e n t ，a l lh a s t h ea p p l i c a t i o ni nt h ev e r ym a n y p r o f e s s i o n d o m a i n i tm a y p r o d u c et h en o n y lp h e n o la n dt h eg l y c o la f t e rt h ed e g e n e r a t i o n ，b u tt h en o n y l p h e n o lt o x i c i t ya l s om u s tb eb i g g e rt h a nt h en o n y lp h e n o lp o l y e t h y l e n e o x i d ee t h e ri t s e l f t o x i c i t y ，i tb e l o n g st oo n ek i n do ff e m a l eh o r m o n ec l a s sm a t e r i a l ，o n c eo r g a n i s mt a k e si n , c a n t ot h eg r o w t hg r o w t h , t h ew a t e rb o d ye n v i r o n m e n t ，t h en a t u r ea sw e l la st h el i f eb r i n g st h e v e r yb i gi n j u r y a l r e a d yt h ep u b l i cp r o c l a m a t i o np r o h i b i t i o ni n c r e a s e dt h en o n y lp h e n o l p o l y e t h y l e n e o x i d ee t h e rc l a s sm a t e r i a li nm a n yc o u n t r i e si nt h el a v a t i o nn l i i 培，b e c a u s ei t s h a z a r d o u sn a t u r ew a sv e r yb i g ，t h e r e f o r ea l r e a d yb r o u g h tt ot h ed o m e s t i ca n df o r e i g n r e s e a r c h e r sa t t e n t i o n , s oi ti sn e c e s s a r yt of i n dam o n i t e rw a yo ft h en o n y lp h e n o l sc o n t e m a n dc o m p o s i t i o nc h a n g e m a i n l yw i t ht h ep h y s i c a ll a w , t h ec h e m i c a lp r o c e s s ，t h eb i o l o g i c a l l a wa sw e l la st h eo t h e rm e a n s ，i n s t r u m e n t a la n a l y s i si s i s w i d e l yu s e d ，o w i n gt og a s c h r o m a t o g r a p h y sp r i c ec h e a p e rt h a nt h eo t h e r s ，i ti sm a i n l yb e c a u s eo fs i m p l i f yo p e r a t i o n a n de x a c ta n a l y s e ，i nv i e wo fm e r i t s ，s ow er e s e a r c ht oa p e ou s eg a s c h r o m a t o g r a p h yi no u r e x p e r i m e n t s n o n y lp h e n o lp o l y e t h y l e n e o x i d ee t h e r ( n ) i st h en o n y lp h e n o l sa n dt h ea l k o x ya d d i t i o n r e a c t i o n ，o n ek i n do fm o l e c u l a rw e i g h tb i g ，t h eb o i l i n gp 0 砬h i g h ，d i s s o l v e si n t h ew a t e rp o l a r m o l e c u l e ，a n da l o n gw i t ht h ea l k o x yn u m b e rd i f f e r e n c e ，i t sr e l a t e dc h e m i c a lp r o p e r t yi sa l s o c h a n g i n g b a s e do nt h e s ec h a r a c t e r i s t i c sa sw e l la st h en a t u r e ，i nt h i sa r t i c l e ，w es e l e c tn o n y l p h e n o lp o l y e t h y l e n e o x i d ee t h e rm o s tc o m m o n l yu s e dn p - 6 ，n p 7a n dt h en p - 10a c h i e v e m e n t s t u d yr e p r e s e n t a t i v e ，e x p e r i m e n t a lp r o c e d u r eh a v ef o u rs t a g e s ：0 ) o p t i o no fo p t i m a lp y r o l y s i s c o n d i t i o n s ，毽) q u a l i t a t i v ei n v e s t i g a t i o n ，q u a n t i t a t i v ea n a l y s i sm e t h o d ， p r a c t i c a la p p l i c a t i o n 。 b ye x p e r i m e n t a lr e a c h , o p t i o no fo p t i m a lp y r o l y s i sc o n d i t i o n s ：t e m p e r a t u r e1 2 0 - 12 5 、 h y d r i o d i ca c i dc o n c e n t r a t i o n3 3 、t i i i l e 7 h ，n o r m a lh e x a n ei se x t r a c t a n t , r e p e a t a b i l i t yi s g o o d ，f e a s i b i l i t y ；q u a l i t a t i v ei n v e s t i g a t i o nr e a c ht on p 一6 ，n p 一7a n dn p 一10 ，f i n a l l y i n d i c a t e di nt h ed e c o m p o s i t i o ng a sc h r o m a t o g r a p h yt h ec h a r a c t e r i s t i cp e a kc o r r e s p o n d e n c ei s t h en o n y lp h e n o l ，t a l l i e sw i t ht h et h e o r yd e c o m p o s i t i o n i nt h ed e c o m p o s i t i o nc o n d i t i o n 辽宁师范大学硕士论文 f o u n d a t i o n , s e p a r a t e l yf r o mt h er e t u r n s - r a t i o ，t h el i n e a re q u a t i o n , t h ed e c o m p o s i t i o nr a t ea s w e l la sp i c k so u tl i m i t st h ei n s p e c t i o n , c o n d u c t st h eq u a n t i t a t i v ei n v e s t i g a t i o nt ot h r e ek i n do f n o n y lp h e n o lp o l y e t h y l e n e o x i d ee t h e r ；q u a n t i t a t i v ea n a l y s i sm e t h o d , n p - 7 ：t h el i n e a r e q u a t i o ni sy = 12 2 2 2 x ，r z _ 0 9 8 21 ，t l l ep e r c e n tr e c o v e r yi s7 9 ，m ed e t e c t i o nl i m i ti s0 9 0 m g m l ；n p - 6 ：t h el i n e a re q u a t i o ni sy = l17 4 8 x + 15 8 4 3 ，= o 9 8 6 ，t h ep e r c e n tr e c o v e r yi s6 9 ，m e d e t e c t i o nl i m i ti s0 7 2 m g m l ；n p l o ：t h el i n e a re q u a t i o ni sy = 1 3 8 2 0 x ，嗍9 2 6 ，t h ep e r c e n t r e c o v e r yi s7 2 ，t h ed e t e c t i o nl i m i ti s 0 6 9m g m l t h ed e g r a d a t i o ne f f i c i e n c yi sh i g h , a p p r o x i m a t ee n t i r e l yd e g r a d a t i o n ；b a s e0 1 1q u a n t i t a t i v ea n a l y s i sm e t h o d ，w em e a s u r i n g a c t u a lw a t e rs a m p l e ，r e s u l ti ss a t i s f a c t i o n t h r o u g he x p l o r a t i o na n de x p e r i m e n t a lr e s u l to ff o u r s t a g e s ，ih o p et h a tp r o v i d es c i e n t i f i cb a s i sf o ra p p l i c a t i o na n dm o n i t o r i n go fn o n y lp h e n o l p o l y e t h y l e n e o x i d ee t h e ri n t h ef u t u r e k e y w o r d s ：s u r f a c ea c t i v ea g e n t ；n o n y lp h e n o lp o l y e t h y l e n e o x i d ee t h e r ；n o n y lp h e n o l ；g a s c h r o m a t o g r a p h y ；m a s ss p e c t r u m i i i j i 壬基酚聚氧乙烯醚定性与定量的分析方法及应用 目录 摘! 1 2 i a b s t r a c t i i 弓i言。1 l 文献综述2 1 1 研究背景2 1 1 1 表面活性剂的概况2 1 1 2 表面活性剂的分类3 1 1 3 表面活性剂的性质及作用3 1 1 4 表面活性剂的污染概况5 1 1 5 表面活性剂的检测方法6 1 1 6 表面活性剂的发展1 0 1 2 壬基酚聚氧乙烯醚及检测方法1 0 1 2 1 壬基酚聚氧乙烯醚l0 1 2 2 壬基酚聚氧乙烯醚的应用11 1 2 3 壬基酚聚氧乙烯醚的增溶性1 2 1 2 4 壬基酚聚氧乙烯醚的危害和毒性1 3 1 2 5 壬基酚聚氧乙烯醚的检测方法。1 3 1 3 本论文研究概况1 4 1 3 1 壬基酚聚氧乙烯醚的研究依据1 4 1 3 2 研究开发工作的主要内容1 4 2 气相色谱法对壬基酚聚氧乙烯醚裂解条件的选择1 6 2 1 序言1 6 2 2 实验部分16 2 2 1 仪器及设备1 6 2 2 2 实验试剂17 2 2 3 色谱条件17 2 2 4 质谱条件17 2 2 5 实验方法。17 2 3 结果与讨论1 8 2 3 1 壬基酚聚氧乙烯醚裂解后的色谱图分析1 8 2 3 2 定性分析l8 2 4n p 1 0 的裂解以及最佳裂解条件的选择1 9 辽宁师范大学硕士论文 2 4 1 温度对裂解条件的选择一19 2 4 2 反应时间对裂解条件的选择2 l 2 4 3 氢碘酸的量对裂解条件的选择2 2 2 4 4 萃取剂对裂解条件的选择2 3 2 4 5 裂解的重现性2 4 2 4 6 在最佳条件下n p 1 0 的裂解2 4 2 5 结论2 5 3 壬基酚聚氧乙烯醚裂解物的定性分析2 6 3 1 序言2 6 3 2 实验部分2 6 3 2 1 仪器及设备2 6 3 2 2 实验试剂2 6 3 2 3 色谱条件2 7 3 2 4 质谱条件2 7 3 2 5 实验方法2 7 3 3 结果与讨论2 7 3 3 1 三种壬基酚聚氧乙烯醚裂解产物气相色谱的区别2 7 3 4 三种壬基酚聚氧乙烯醚的裂解产物之间的比例的关系2 8 3 4 1n p 6 裂解物探究2 8 3 4 2n p 7 裂解物的探究2 9 3 4 3n p 1 0 裂解物的探究3 0 3 4 5 三种壬基酚聚氧乙烯醚的裂解物差异3 0 3 5 三种壬基酚聚氧乙烯醚的定性31 3 5 1 三种壬基酚聚氧乙烯醚气一质谱图3 1 3 5 2 壬基酚的质谱分析3 3 3 6 结j 呛3 4 4 三种壬基酚聚氧乙烯醚的定量方法3 5 4 1 序言3 5 4 2 实验仪器以及条件3 5 4 2 1 仪器以及设备3 5 4 2 2 实验试剂3 5 4 2 3 色谱条件3 6 4 3 实验部分3 6 4 3 1 实验原理3 6 壬基酚聚氧乙烯醚定性与定量的分析方法及应用 4 3 2 实验方法3 6 4 4 结果与讨论3 7 4 4 1 萃取剂的选择3 7 4 4 2 标准曲线的绘制以及线性方程3 7 4 4 3 回收率3 8 4 4 4 检出限3 9 4 4 5 重现性3 9 4 4 6 裂解率3 9 4 5n p 6 以及n p 1 0 的定量研究4 0 4 5 1n p 6 的定量研究4 0 4 5 2n p 1 0 的定量研究4 0 4 6 实际应用4 l 4 7 总结4 l 5 实际水样应用的探究4 2 5 1 序言：4 2 5 2 实验仪器以及条件4 2 5 2 1 实验仪器及设备4 2 5 2 2 实验试剂4 2 5 2 3 色谱条件4 3 5 3 实验4 3 5 3 1 实验原理4 3 5 3 2 实验方法_ 4 3 5 4 结果与讨论4 3 5 4 1 清洗前水样的探究4 3 5 4 2 清洗后水样的探究4 4 5 4 3 过滤油样后的水样的探究4 5 5 4 4 清洗前后的综合对比的探讨4 5 5 5 实验条件对n p 的影响的探究4 6 5 5 1 时间的探究4 6 5 5 2 温度的探究4 7 5 6 总结4 9 6 壬基酚聚氧乙烯醚的增溶性应用的研究5 0 6 1 序言5 0 6 2 实验部分5 0 辽宁师范大学硕士论文 6 2 1 实验仪器。5 0 6 2 2 实验试剂5 0 6 2 3 实验方法51 6 3 结果与讨论。51 6 3 1n p 7 作为增溶剂的探讨5 1 6 3 2n p 7 与a e o 9 复配的探究一5 2 6 3 3n p 7 与三聚磷酸钠复配的探究5 2 6 3 4n p 1 0 作为增溶剂的探究5 3 6 3 5n p - 1 0 与n p 7 复配的探究5 4 6 4 结论。一5 6 结 论5 7 展 望5 8 参考文献5 9 攻读硕士学位期间发表学术论文情况k 6 2 致谢6 3 v l i i t 辽宁师范大学硕士论文 引言 壬基酚聚氧乙烯醚( n 为聚合度) 是全球第二大商用非离子表面活性剂，它是烷基酚 聚氧乙烯( n ) a p e o 的主要品种，表面活性剂由于具有润湿或抗粘、乳化或破乳、起泡 或消泡以及增溶、分散、洗涤、防腐、抗静电等作用及相应的实际应用，常用于重垢 去污剂的主要成分，广泛应用于清洗业和日常生活，是城市污水中常见的一类污染 物。其性质比较稳定，进入环境后，其降解物壬基酚的毒性更大，它会在生物体内积 累，一旦人类食用，就会循环进入人体【l 川，它常常是癌细胞增长的催化剂，也是影响 生殖能力的罪魁祸首【3 ，4 】。壬基酚聚氧乙烯醚在自然环境及城市污水处理中，就会生成 一部分的壬基酚，这会对人类健康和生态安全构成威胁。 由于它的危害性，在1 9 9 7 年美国环境保护署( e p a ) 将壬基酚划为7 0 种环境激素 的化学物质之一，同年，我国提出在洗涤剂中禁用烷基酚聚氧乙烯( n ) a p e o 。2 0 0 3 年 3 月欧洲议会正式通过有关限制壬基酚( n p ) 及a p e o 出售的法律，并说明不允许出 售或应用含n p 及a p e o 等于高于o 1 的产品瞪1 。许多国家也已经颁布法律法规限制 烷基酚聚氧乙烯醚的使用，最具法律效力的是2 0 0 3 年6 月1 8 日欧盟颁布2 0 0 3 5 3 e c 法规，对它的使用进行了严格的限制，从2 0 0 5 年1 月1 7 日起，纺织品和服饰的a p e o 的含量也不得高于0 1 ，现在也对出口欧洲纺织品和服装中含有的a p e o 的含量规 定，禁止超过3 0 m g k g 。 综上所述，由于它的污染及在环境中的暴露的危害程度，所以测定和监测壬基酚 聚氧乙烯醚及壬基酚，已经引起很多国内外研究者的关注和研究热点，所以找到一种 进行分析以及监控的方法是十分必要的，并且研究它们的定性与定量的方法也已经迫 在眉睫。但由于烷基支链的多样性，在降解过程中会生成很多的物质并且反应也比较 复杂，壬基酚具有十几种同分异构体嘲6 ，常规的化学测试手段难以实现准确的定性及 定量。因此，采用分辨率高、选择性好的分析仪器进行研究，是研究这类化合物分析 测试的关键。 根据文献报道用于监测烷基酚聚氧乙烯醚的分析方法有很多种，主要有物理法、 化学法、生物法、仪器分析法等监测手段，比较常用的是仪器分析法，而紫外光谱 法、红外光谱法、核磁共振法、液相色谱法和液相色谱质谱联用法、气相色谱质谱联 用法、毛细管电泳法【卜墙】等研究方法。这些研究手段对各个领域中的烷基酚聚氧乙烯 醚的研究都取得了令人满意的效果。 壬基酚聚氧乙烯醚定性与定量的分析方法及应用 - 1 文献综述 1 1 研究背景 - 1 1 1 表面活性剂的概况 表面活性剂( s u r f a c t a n t ) 是能改变( 通常降低) 液体表面张力或两相间界面张力的物 质，具有润湿、分散乳化、增溶起泡、消泡洗涤、润滑等作用【1 9 】及相应的实际应用， 基于这些使它成为一类多样化、用途广泛的精细化工产品。表面活性剂除了在日常生 活中可以作为清洗用品之外，几乎可以在所有的精细化工领域应用。 表面活性剂的合成和应用被认为是一门独立的工业是开始于二十世纪三十年代， 它的形成打破了肥皂的传统的工艺，开辟了以石油化工原料衍生合成表面活性剂和洗 涤剂的时代。随着时代的进步，科技的迅速发展，在九十年代中期全球生产的洗涤剂 总产量竟达到四千三百万吨，而肥皂只有九百万吨。到了二十世纪，随着人口的不断 地增长，洗涤剂的用量也将随之增长，n - - 十世纪中期时，洗涤剂的生产总量将达到 一亿吨以上，这是一个令人惊人又鼓舞的数字。 而中国的表面活性剂合成工业开始稍晚一些，在二十世纪中期左右才真正的建立 起来，尽管起步比较晚，但是发展速度却是惊人的。九十年代中期，我国生产洗涤用 品的总量已达到上三百万吨以上，排名世界第二位，比在八十年代时的四十万吨增长 了4 7 倍，增长的速度是十分惊人的。二十世纪，随着化工行业以及人们生活水平日 渐提高，洗涤用品的消耗量也随之增大，二十一世纪初洗涤用品生产总量竞达到三百 六十万吨，其中合成洗涤剂达到六十万吨左右 2 0 1 ，现在的生产总量可达到近千万吨。 随着应用范围的不断扩大，其消耗量也随之增大，据统计，从二十世纪五十年代到九 十年代，全球表面活性剂的年用量从三千五百万吨迅速增加到四百三十万吨，而到了 二十一世纪初，全世界表面活性剂的年用量已经超过了一百万吨，n - 十一世纪中期 年用量将达到一百八十万吨【2 1 1 。其中产量超万吨的表面活性剂品种计有：直链烷基苯 磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂醇硫酸钠、壬基 酚聚氧乙烯( 1 0 ) 醚等多种表面活性剂。 随着化工业的飞速发展，它广泛应用于工业、农业、建筑业、医药以及日常生活 中等很多领域，是一类品种繁多、用途广泛的精细化工产品。表面活性剂产业的发展 已经代表我们国民经济发展的一部分，在日常生活中，我们比较常用的洗涤剂、洗衣 粉、洗衣液以及其它洗涤用品的主要成分都属于表面活性剂。一个国家的发展水平的 高低，可以用每年表面活性剂的产量来衡量，并且已经成为各国化工业竞争的焦点。 表面活性剂中的阴离子型和非离子型在表面活性剂被各行各业广泛应用，阴离子 型的表面活性剂通常以直链烷基苯磺酸钠( l a s ) 为主，非离子型的主要以烷基酚聚氧乙 烯醚( a p e o ) 为主，它们每年的总产量是约占总产量的9 0 2 2 。l a s 常广泛用于洗 辽宁师范大学硕士论文 涤，制革、纺织等工业的洗涤和脱脂等领域。a p e o 主要广泛用于纺织、塑料橡胶、 日用化工等行业。 目前，许多发达国家在研究表面活性剂领域已经向着多元化、系统多样化的方向 发展。随着各种表面活性剂的研发及应用的逐渐广泛，规模将在全球呈上升的发展趋 势。毫无疑问，表面活性剂应用领域的不断发展以及消耗量的不断增加，也会给环境 带来的危害将越来越严重，对生命体的伤害也会越来越重。因此，在倡导环境保护和 可持续发展的今天以及未来，对于表面活性剂带来的种种危害，人们应及时采取措 施，想到一个两全其美的方法，既减少表面活性剂用量的同时，也不影响表面活性剂 的发展，这就需要我们尽快研究相应的检测技术，达到对表面活性剂快速、简便、准 确的检测的目的，对水环境的质量提高】的愿望。 一1 1 2 表面活性剂的分类 表面活性剂的分类有很多种。它有两种基团分别是亲水基和疏水基，根据疏水基 结构进行分类，可分直链、支链、芳香链、含氟长链等；根据亲水基进行分类，分为 羧酸盐、硫酸盐等；我们一般都按照它的化学结构来分，即当表面活性剂溶解于水 后，根据是否生成离子及其电性，分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂。阴 离子表面活性剂主要有十二烷基苯磺酸钠；阳离子表面活性剂有季铵化物；两性离子 表面活性剂有卵磷脂等；非离子表面活性剂有烷基酚聚氧乙烯醚类等。 有些研究者还根据其水溶性、化学结构特征、原料来源等进行分类。但是众多分 类方法都有其局限性，都很难将表面活性剂合适定位，但在概念和内涵上并不发生冲 突。 - 1 1 3 表面活性剂的性质及作用 表面活性剂主要有两个性质临界胶束浓度( c m c ) 和亲水亲油平衡( h l b ) 。 c m c 是表示表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度。当其浓度高于c m c 值时，表 面活性剂的排列成球状、棒状、束状、层状板状等结构c m c 与物质的结构、组成有 关。亲水基相同，亲油基越大，c m c 越小；h l b 是表示表面活性剂分子中亲水和亲油 基团对油或水的综合亲合力。 亲水性表面活性剂的h l b 高，亲油性表面活性剂的h l b 低。h l b 值在3 - 6 的表 面活性剂适合作w o 型乳化剂；h l b 值在8 1 8 的表面活性剂适合作o w 型乳化剂： h l b 值在1 3 1 8 的表面活性剂适合作增溶剂；h l b 值在7 - 9 ( 11 ) 的表面活性剂适合作润 湿剂。 ( 1 ) 增溶性 增溶作用是指由于表面活性剂胶束的存在，使得在溶剂中难溶乃至不溶的物质溶 解度显著增加的作用。增溶作用的基础是胶束的形成，表面活性剂浓度越大，形成的 壬基酚聚氧乙烯醚定性与定量的分析方法及应用 胶束越多，难溶物或不溶物溶解得越多，增溶量越大。能产生增溶作用的表面活性剂 叫做增溶剂，被增溶的有机物称为被增溶物。 如果在已增溶的溶液中继续加入被增溶物，达到一定量后，溶液由透明状变为乳 浊状，这时的温度即浊点，此乳状液中再加人表面活性剂，溶液又变得透明无色。增 溶性还受临界胶束浓度( c m c ) 、温度、k r a f f t 点和昙点等影响。 增溶作用通常有非极性分子在胶束内部及表面的增溶、在表面活性剂分子间的增 溶、在聚氧乙烯链间的增溶四种方式。 ( 2 ) 润湿及乳化作用 使用表面活性剂可以控制液体及固体之间的润湿程度。比如农民常用的农药中， 其中有的也含有一定量的表面活性剂，目的是让农药与水充分融合，提高农药的溶解 度，扩大其有效成分的扩散面积，达到防病的最好效果。在化妆品行业中，各种护肤 产品中都有表面活性剂，其目的是乳化作用。表面活性剂的h l b 值，可决定乳浊液的 类型，通常选用h l b 值为3 8 的表面活性剂作为水油型( w o ) 孚l 化剂；选用h l b 值8 1 6 的表面活性剂作为油水型( o w ) - 孚l 化剂。 ( 3 ) 助悬作用 助悬作用在农业中应用也比较广泛，农药中的成分一般都需要有一定量的表面活性 剂，由于多数的农药成分是具有憎水性的，添加一定量的表面活性剂时，会降低水的 表面张力，使农药与水充分融合，形成水悬液，达到好的效果。 ( 4 ) 起泡和消泡作用 。 表面活性剂在医药行业也被广泛应用，药剂制备过程中，它是不可缺少的乳化 剂、润湿剂、助悬剂、起泡剂和消泡剂等。 ( 5 ) 消毒、杀菌 消毒、杀菌在医院手术以及平时日常生活中的杀菌和消毒也起到了很大的作用， 主要是表面活性剂会使细菌蛋白质变性，由于表面活性剂有亲水性，所以有比较大的 溶解性。 ( 6 ) 去垢、洗涤作用 去除油脂污垢是一个比较复杂的过程，它与上面提到的润湿、起泡等作用均有 关。 最后要说明的是，表面活性剂的作用，往往不只是因为某一方面的作用，而是多 种因素共同作用。如在造纸工业中表面活性剂就是多方面作用的，它可以做蒸煮剂、 抗静电剂软化剂、除油剂、缓蚀剂等。可见表面活性剂的用途广泛的原因是多种作用 共同的结果。 辽宁师范大学硕士论文 1 1 4 表面活性剂的污染概况 近年来，随着化工业的发展，我国表面活性剂的产最逐年增加，使用表面活性剂 的量也逐渐提高，由于表面活性剂的应用性很强并且作用广泛，所以很多其他的领域 也开始逐渐尝试使用，表面活性剂的产量多随之而来的产生的废水也就很多，如果一 旦向环境中进行不妥善的排放，或者超过法律法规所要求的排放量，就会对人类健康 以及生态环境造成很大的威胁，这是我国乃至全世界不应该忽视的问题，我们应该在 不会危害生命以及环境的基础上应用表面活性剂。 目前生物降解性能较差的表面活性剂已经基本被淘汰，可以广泛使用的表面活性 剂虽然可以生物降解，但是即使是低浓度的表面活性剂废水也会产生大量泡沫，伴随 着乳化作用携带的杂质及其它危害物质，会影响自然水体景观的观赏度，更重要的是 其生物毒性会直接威胁到水生动植物的生存，并且它也会消